Osłona lub powłoka zewnętrzna to najbardziej zewnętrzna warstwa ochronna w strukturze kabla optycznego, wykonana głównie z materiału osłonowego PE i materiału osłonowego PVC, przy czym w szczególnych przypadkach stosuje się materiał osłonowy ognioodporny bezhalogenowy i materiał osłonowy odporny na śledzenie elektryczne.
1. Materiał osłony PE
PE to skrót od polietylenu, który jest związkiem polimerowym powstającym w wyniku polimeryzacji etylenu. Czarny materiał osłony polietylenowej powstaje w wyniku równomiernego zmieszania i granulacji żywicy polietylenowej ze stabilizatorem, sadzą, przeciwutleniaczem i plastyfikatorem w określonej proporcji. Materiały osłony polietylenowej do osłon kabli optycznych można podzielić na polietylen o niskiej gęstości (LDPE), liniowy polietylen o niskiej gęstości (LLDPE), polietylen o średniej gęstości (MDPE) i polietylen o wysokiej gęstości (HDPE) w zależności od gęstości. Ze względu na różne gęstości i struktury cząsteczkowe mają one różne właściwości. Polietylen o niskiej gęstości, znany również jako polietylen wysokociśnieniowy, powstaje w wyniku kopolimeryzacji etylenu pod wysokim ciśnieniem (powyżej 1500 atmosfer) w temperaturze 200-300°C z tlenem jako katalizatorem. Dlatego łańcuch cząsteczkowy polietylenu o niskiej gęstości zawiera wiele gałęzi o różnej długości, o wysokim stopniu rozgałęzienia łańcucha, nieregularnej strukturze, niskiej krystaliczności oraz dobrej elastyczności i wydłużeniu. Polietylen o wysokiej gęstości, znany również jako polietylen niskociśnieniowy, powstaje w wyniku polimeryzacji etylenu przy niskim ciśnieniu (1-5 atmosfer) i 60-80°C z katalizatorami aluminiowymi i tytanowymi. Ze względu na wąski rozkład masy cząsteczkowej polietylenu o wysokiej gęstości i uporządkowany układ cząsteczek ma on dobre właściwości mechaniczne, dobrą odporność chemiczną i szeroki zakres temperatur użytkowania. Materiał osłony z polietylenu o średniej gęstości powstaje przez zmieszanie polietylenu o wysokiej gęstości i polietylenu o niskiej gęstości w odpowiedniej proporcji lub przez polimeryzację monomeru etylenu i propylenu (lub drugiego monomeru 1-butenu). Dlatego wydajność polietylenu o średniej gęstości mieści się pomiędzy wydajnością polietylenu o wysokiej gęstości i polietylenu o niskiej gęstości i ma zarówno elastyczność polietylenu o niskiej gęstości, jak i doskonałą odporność na zużycie i wytrzymałość na rozciąganie polietylenu o wysokiej gęstości. Liniowy polietylen o niskiej gęstości jest polimeryzowany metodą fazy gazowej lub roztworu pod niskim ciśnieniem z monomerem etylenu i 2-olefiną. Stopień rozgałęzienia liniowego polietylenu o niskiej gęstości mieści się pomiędzy niską a wysoką gęstością, więc ma on doskonałą odporność na pękanie naprężeniowe w środowisku. Odporność na pękanie naprężeniowe w środowisku jest niezwykle ważnym wskaźnikiem identyfikacji jakości materiałów PE. Odnosi się do zjawiska, że próbka materiału poddana pęknięciom naprężeniowym zginającym w środowisku surfaktantu. Czynniki wpływające na pękanie naprężeniowe materiału obejmują: masę cząsteczkową, rozkład masy cząsteczkowej, krystaliczność i mikrostrukturę łańcucha cząsteczkowego. Im większa masa cząsteczkowa, tym węższy rozkład masy cząsteczkowej, im więcej połączeń między waflami, tym lepsza odporność materiału na pękanie naprężeniowe w środowisku i tym dłuższy okres użytkowania materiału; jednocześnie krystalizacja materiału również wpływa na ten wskaźnik. Im niższa krystaliczność, tym lepsza odporność materiału na pękanie naprężeniowe w środowisku. Wytrzymałość na rozciąganie i wydłużenie przy zerwaniu materiałów PE są kolejnym wskaźnikiem pomiaru wydajności materiału i mogą również przewidywać punkt końcowy użytkowania materiału. Zawartość węgla w materiałach PE pozwala na skuteczną ochronę materiału przed erozją spowodowaną działaniem promieni ultrafioletowych, a przeciwutleniacze skutecznie poprawiają właściwości przeciwutleniające materiału.
2. Materiał osłony PVC
Materiał trudnopalny PVC zawiera atomy chloru, które spalają się w płomieniu. Podczas spalania rozkłada się i uwalnia dużą ilość żrącego i toksycznego gazu HCL, który powoduje szkody wtórne, ale gaśnie samoistnie po opuszczeniu płomienia, więc ma właściwość nierozprzestrzeniania płomienia; jednocześnie materiał osłony PVC ma dobrą elastyczność i rozciągliwość i jest szeroko stosowany w wewnętrznych kablach optycznych.
3. Materiał osłony ognioodpornej, bezhalogenowy
Ponieważ polichlorek winylu wytwarza toksyczne gazy podczas spalania, ludzie opracowali niskodymny, bezhalogenowy, nietoksyczny, czysty materiał osłony zmniejszający palność, czyli dodając nieorganiczne środki zmniejszające palność Al(OH)3 i Mg(OH)2 do zwykłych materiałów osłony, które uwalniają wodę krystaliczną podczas kontaktu z ogniem i pochłaniają dużo ciepła, zapobiegając w ten sposób wzrostowi temperatury materiału osłony i zapobiegając spalaniu. Ponieważ nieorganiczne środki zmniejszające palność są dodawane do bezhalogenowych materiałów osłony zmniejszających palność, przewodnictwo polimerów wzrośnie. Jednocześnie żywice i nieorganiczne środki zmniejszające palność są całkowicie różnymi materiałami dwufazowymi. Podczas przetwarzania konieczne jest zapobieganie nierównomiernemu mieszaniu środków zmniejszających palność lokalnie. Nieorganiczne środki zmniejszające palność należy dodawać w odpowiednich ilościach. Jeśli proporcja jest zbyt duża, wytrzymałość mechaniczna i wydłużenie przy zerwaniu materiału zostaną znacznie zmniejszone. Wskaźnikami oceny właściwości zmniejszających palność bezhalogenowych środków zmniejszających palność są indeks tlenowy i stężenie dymu. Wskaźnik tlenowy to minimalne stężenie tlenu wymagane do utrzymania zrównoważonego spalania materiału w mieszanym gazie tlenu i azotu. Im większy wskaźnik tlenowy, tym lepsze właściwości zmniejszające palność materiału. Stężenie dymu oblicza się, mierząc przepuszczalność równoległej wiązki światła przechodzącej przez dym generowany przez spalanie materiału w określonej przestrzeni i długości drogi optycznej. Im niższe stężenie dymu, tym niższa emisja dymu i lepsze parametry materiału.
4. Materiał osłony odporny na ślady elektryczne
Coraz więcej samonośnych kabli optycznych (ADSS) typu all-media leży w tej samej wieży co linie napowietrzne wysokiego napięcia w systemie komunikacji energetycznej. Aby przezwyciężyć wpływ pola elektrycznego indukcji wysokiego napięcia na osłonę kabla, ludzie opracowali i wyprodukowali nowy materiał osłony odporny na blizny elektryczne, materiał osłony poprzez ścisłą kontrolę zawartości sadzy, wielkości i rozkładu cząstek sadzy, dodając specjalne dodatki, aby materiał osłony miał doskonałe właściwości odporne na blizny elektryczne.
Czas publikacji: 26-08-2024